FI57621C - Munstycksanordning foer smaeltspinning av fibrer - Google Patents

Description

r-TSryi γβι kuulutusjulkaisu ς7^ 1

<11> UTLÄGGNINGSSKRIFT

Jra® c (45) 10 ;c :' :0 ^ v ^ (51) Kv.ik?/»nt.a3 D 01 D 5/08 SUOMI —FINLAND (21) Pitenttlhelwmii» —PmntamMming 2177/73 (22) Htkamltptlvi—An*eknlnpd*f 06.07.73 (23) AlkuplM—GUtlglMMdai 06.07.73 (41) Tiilhit julklMkii — Blhrtt offwitltg 08.01.7¾

PsMltti- i· rekirt.rih.nitu. m Nlhtivftktlpanon |. kuuljuUmtam prm-

Patunt· och r.girtM'rtyrelMIt ' 7 AmMcan uttagd odi utl.ckrHt«n pubifctnd 30.05.80 (32)(33)(31) Ρ)0^·«Τ «tuelkau* —B«|ird priority 07.07.72

USA(US) 26962U

(71) Esso Research and Engineering Company, Linden, New Jersey, USA(US) (72) Dwight Theodore Lohkamp, Baytown, Texas, James Peter Keller, Baytown,

Texas, John Windsor Harding, Baytown, Texas, Robert Robson Buntin,

Baytown, Texas, USA(US) (7*0 Berggren Qy Ab (54) Suulakelaite kuitujen sulakehräämiseksi - Munstycksanordning för smalt-spinning av fibrer Tämän keksinnön kohteena on erityinen suulakelaite kestomuo-vien sulakehräämistä varten. Erikoisesti on tämän keksinnön kohteena nokkasuulake, so. teräväreunainen suulakenokka, joka käsittää sisäosaltaan onton suulakenokan, ulkopinnat, joiden poikkipinta yleensä on kolmionmuotoinen ja joukon aukkoja, jotka yhdistävät mainitun sisäosan ulkopuoleen.

Sulakehruumenetelmiä ja siihen tarvittavia laitteita on selitetty mm. seuraavissa julkaisuissa: 1. Laivaston tutkimuslaboratorion raportti 4364 "Erittäin ohuiden orgaanisten kuitujen valmistus", 15.4.1954.

2. Wente, Van A., Teollinen ja teknillinen kemia, 48, No. 8 (1956, ss. 1342-1346).

3· Laivaston tutkimuslaboratorion raportti "Erittäin ohuiden kestomuovikuitujen valmistus", 11.2.1959.

Erästä sulakehruu- ja -puhallusmenetelmää selitetään brittiläisessä patentissa 1 005 187 ja US-patentissa 3 379 811. Erästä suihkukehruumenetelmää selitetään japanilaisessa patentissa 25871/69.

Erästä sulapuhalluslaitetta on selitetty US-patentissa 3 650 866.

2 57621

Keksintö kohdistuu suulakelaitteeseen, joka käsittää pitkänomaisen, poikkileikkaukseltaan olennaisesti kolmionmuotoisen, onton suulakenokan, jossa on useita aukkoja, jotka johtavat suu-lakenokan ontelosta sen ulkopuolelle, suulakenokan kahden ulkopinnan yhtymäkohdassa, ja keksinnölle on pääasiassa tunnusomaista se, mitä on esitetty oheisessa patenttivaatimuksessa 1.

Keksintöä ja sen muita piirteitä selostetaan seuraavassa lähemmin esimerkkien muodossa ja viitaten oheisiin piirustuksiin.

Kuvio 1 on kaavakuva yhtenäisestä sulapuhallusta suorittavasta suulakelaitteesta, johon kuuluu rakenneosana tämän keksinnön mukainen suulakenokka.

Kuvio 2 on yksityiskohtainen suurennettu poikkileikkauskuva keksinnön mukaisesta yhtenäisestä suulakenokasta, jossa näkyy suulakekulma ja suulakenokan asema kaasunsäätöön nähden.

Kuvio 3 on osakuva kuvion 2 suulakenokasta ylhäältäpäin katsottuna.

Kuvio 4 on kuva kuvion 2 suulakenokasta edestäpäin.

Kuvio 5 on kuva kuvion 2 suulakenokan eräästä toisesta suoritusmuodosta, josta näkyy, ettei aukkojen tarvitse olla samalla suoralla eikä niiden tarvitse olla pyöreitä.

Kuvio 6 on suurennettu osapoikkileikkaus reunäkärjen ''terävästä" osasta, jossa katkoviiva esittää puolivarjoa, jonka sisäpuolella reuna voi olla minkä tahansa muotoinen.

Kuvio 7 on eräs kuvion 6 suoritusmuoto, jossa näkyy katkoviivan rajoittamassa osassa oleva karkea muoto. Vaikkakaan tätä ei erikoisemmin suosita, kuuluu se keksinnön suojapiiriin.

Kuvio 8 on yksityiskohtainen poikkileikkaus keksinnön mukaisesta suulakenokasta, jonka aukoissa käytetään kapillaariputkia.

Kuvio 9 on kuvion 8 viivaa 9-9 myöten tehty poikkileikkaus.

Kuvio 10 on kuvion 2 kaltainen poikkileikkauskuva keksinnön suulakenokan eräästä toisesta suoritusmuodosta.

Monista kestomuoveista voidaan valmistaa korkealaatuisia ei-kudottuja tuotteita sulapuhallusmenetelmällä edellyttäen, että käytetään sopivaa suulaketta. Perusmenetelmä käsittää sen, että kohdistetaan kuuma kaasuvirta, tavallisesti ilma, suulakkeesta poistuvien sulien polymeerivirtojen diametraalisesti vastakkaisiin sivuihin, jolloin se aiheuttaa sulan aineen venymisen. Sulat, venyneet kuituvirrat jäähdytetään ympäröivällä ilmalla ja kerätään mieluummin verkolle kudokseksi.

3 57621

On todettu, että ihannemenetelmän häiriöt (raemuodostus, joka johtuu polymeerin kasaantumisesta ja purkautumisesta pisaroina jne.) voidaan saattaa mahdollisimman vähiin, jos (1) käytetään suulakkeita, joiden suulakenokan terävyys on oikea, tai (2) valitsemalla ilmaverhon jättämä oikein, tai (3) käyttämällä kummankin yllämainitun yhdistelmää. Tämä keksintö kuvaa sitä suulakemuodon vaihtoehtojen piiriä, joka on todettu käyttökelpoiseksi sulapuhalluksessa.

Ne suulakkeet, joita käytettiin kokeiluissa, joita on selostettu Laivaston tutkimuslaboratorion raportissa, olivat kaikki kaksiosaisia halkaistuja suulakkeita, joiden pintaan oli yli jyrsitty urat, jotka muodostivat neliömäisiä tai suorakulmaisia reikiä, joita oli 9-50 kpl 25 millimetriä kohti, kun ne asetettiin yhteen vastaavien urien kanssa. Jokaisessa tapauksessa oli suulakenokassa 25 mm:n mittaisia reikäryhmiä, joiden välissä oli suulakenokassa 25 mm:n umpinainen osa. Nämä umpinaiset osat tarjosivat fyysistä tukea sekä tilan pulteille, jotka pitivät halkaistun nokan kahta puoliskoa yhdessä. LTL:n työntekijät tulivat siihen tulokseen, että tarvittiin 9 reikää nokan 25 millimetriä kohti vähentämään rakeiden määrää. Rakojen pituudet olivat 25-50 mm.

Laivaston tutkimuslaboratorion työ kattoi suulakenokkakul-mat alkaen kulmasta 30° melkein kulmaan 90° saakka, jolloin kulmaa 60° suositellaan parhaana välimuotona rakeiden ja säikeen syntymisen välillä. Tässä suhteessa täsmäävät tämän keksinnön kokeilut. LTL:n työntekijät käyttivät 0,20-0,25 mm:n korkuisia ilmarakoja, rakojen pituuden ollessa 14 mm. Mitään määrittelyä ei ole (LTL:n raportissa) siitä, mitä vaatimuksia ilmarakojen reunan jättämälle suulakenokan kärjelle asetetaan, enempää kuin toteamusta reunan terävyyden ratkaisevasta vaikutuksesta.

Kun analysoitiin sitä, miten päästäisiin parhaaseen mahdolliseen suulakenokan rakenteeseen, havaittiin, että asiaan vaikuttaa ainakin kymmenen parametriä. Kävi ilmi, että vain joidenkin näistä, kuten reikäkoon, suulakenokan terävyyden, ilmaraon korkeuden ja ilma-reunan jättämän tulee olla yhtäpitäviä kriittisten vaatimusten kanssa, jotta saavutettaisiin mahdollisimman hyvä laatu taloudellisin edellytyksin. Tämä on useiden tämän keksinnön piirteiden perustana oleva tausta.

Viitaten kuvioon 1 piirustuksissa tuodaan yksi tai useampia kestomuovihartseja kuulien muodossa suulakepuristimen 2 syöttökartioon 2. Kestomuoviseoksen lämpökäsittely suoritetaan puristimessa ja jossain tapauksissa suulakepäässä 3- Kestomuoviseoksen lämpökäsittely * 57621 suoritetaan puristimessa 2 melko korkeissa lämpötiloissa riippuen kyseessä olevasta kestomuovista, koska kestomuovin lämpötila, silloin kun se kohtaa kuuman ilman, on tärkeä.

Tarvittava lämpökäsittelyaste vaihtelee riippuen käytetyn kestomuovin ominaisuuksista samoin kuin kestomuovihartsin molekyyli-painosta ja siitä lämpökäsittelystä, joka lämpömuovihartsille on suoritettu ennen kuin se on kuulamuodossa tuotu puristimeen 2.

On havaittu esimerkiksi, että polypropyleeni ja muut poly-olefiinit vaativat huomattavan lämpökäsittelyn ennen kuin niitä voidaan käyttää tämän keksinnön sulapuhallusmenetelmässä. Muihin käyttökelpoisiin kestomuoveihin kuuluvat kaikki kuituja muodostavat kesto-muovit, mukaanluettuna lasi. Lisäksi ei ole olemassa mitään syytä miksei sulatuskelpoista kertamuovia voitaisi käyttää.

Kestomuoviseos puserretaan puristimen 2 läpi käyttölaitteen 4 pyörittämällä siirtoruuvilla suulakepäähän 3. Suulakepäässä 3 on sähköllä toimiva kuumennuslaite. Tätä voidaan käyttää kestomuovihartsin lisälämmitykseen ennen kuin ne sulapuhalletaan. Sitten pakotetaan kestomuovihartsi ulos suulakepäässä 3 olevan aukkorivin 6 läpi kaasuvirtaan, joka ohentaa hartsit kuiduiksi 7, jotka kootaan liikkuvalle kokoomalaitteelle 8, joka tässä suoritusmuodossa on hihna, joka pyörii akseleilla 9 ja muodostaa jatkuvaa ei-kudottua mattoa 10.

Viitaten nyt kuvioon 2, johdetaan kasuvirta, joka ohentaa kestomuovihartsiseoksen, rakojen ohi kanavien 11 ja 12 läpi. Kaasu-rakoihin 11 ja 12, joita voidaan säätää, kuten tässä myöhemmin kuvataan, johdetaan kuumaa kaasua, mieluummin ilmaa, kaasuputkien 13 ja 14 avulla. Yksinkertaisuuden vuoksi käytetään tässä yhteydessä sanaa "ilma", mutta on huomattavaa, että käsitteeseen kuuluu muita kaasuja ja sitä voidaan käyttää eroituksetta.

Vaikkakin muilla tekijöillä saattaa olla jokin rajoitettu merkitys, on suulakenokan reunan geometrinen muoto määräävä. Reuna E muodostuu suulakenokan 15 kahden ulkopinnan 16 ja 17 liittymäkohtaan. Suositussa suoritusmuodossa muodostavat pinnat 16 ja 17 tasakylkisen kolmion, kuten näkyy. Kärki (E) on mieluummin mahdollisimman ohut, so. yksinkertainen veitsenterä. Työstömenetelmät aiheuttavat kuitenkin tälle käytännössä rajoituksia ja yleensä aukkojen halkaisija on suurempi kuin reunan leveys ja reuna tulee tasaiseksi.

Siten on havaittu, että jos suulakenokan kärki (E) on typistetty tasoksi, jonka leveys on alle 0,05 mm, voidaan valmistaa korkealaatuisia ei-kudottuja mattoja. Suulakenokan kärki (E), joka oli typistetty tasoksi, jonka leveys oli 0,18 mm, ei kuitenkaan pys- 5 57621 tynyt aikaansaamaan mattoja, joiden raemuodostus olisi voitu hyväksyä missään sulapuhalluksen olosuhteissa.

Vaikkakin terävä veitsimäinen reuna olisi teoreettisesti mahdollisimman tehokas, on todettu, että todellisessa käytössä taso-kärkinen tyyppi on käytännöllisempi ja sen suorituskyky on lähes sama.

Eräs veitsimäisen reunan vaikeuksista on, että se on tavattoman herkkä kulumiselle, taipumiselle, vääntymiselle, vinoutumiselle, vääristymiselle ja senkaltaisille haitoille pienimmänkin paineen tai kosketuksen seurauksena.Tämä saattaa aiheuttaa aukkojen tukkeutumisen tai vinoutumisen.

Lisäksi käytetään, kuten tässä tullaan myöhemmin näkemään, suulakenokkaa eräässä suoritusmuodossa niin, että ilmaraot on säädettäviä, jolloin niitä pitää voida säätää pienen, mutta tärkeän matkan taaksepäin suulakenokan reunasta. Tästä syystä on olennaista, että reuna on tasainen. Jos reunassa on hiukan tasaista osaa, on helppoa järjestää vähäinen, mutta tärkeä jättämä.

Samalla tavoin eivät suulakenokan kärjet, joissa on "kuollutta tilaa" liian suurien kaarevuussäteiden tai muiden monimutkaisten geometristen muotojen takia, toimi tyydyttävästi. Jokainen piste suulakenokan kärjellä (E), joka on etäämpänä kuin 0,05 mm suurella nopeudella liikkuvista kaasuvirroista, on katsottava tässä esitetyn määritelmän tarkoittamaksi "kuolleeksi tilaksi".

On todettava, että se miten kaasuvirta todellisuudessa kulkee, on tässä yhteydessä ensiarvoisen tärkeätä. Kaasuvirta voi seurata suulakenokan kärjen pintaa tai olla seuraamatta sitä monista tekijöistä riippuen. Sen vuoksi on suulakenokan kärki, jonka pyöritys-säde on liian suuri, so. yli noin 0,05 mm, epätyydyttävä, koska kaasuvirta ei ehkä seuraa suulakenokan kärjen pintaa johtuen siitä, että kaasuvirran kulun määrittelee koko kaasuraon muoto. Nämä näkökohdat on otettava huomioon suulakenokkaa suunniteltaessa.

Tämän keksinnön sulapuhallusmenetelmässä määritellään kaasu-rako suulakkeen (K) nokan 15 muodon ja ilmaraon säädön (Z) perusteella.

Sulapuhallusmenetelmässä pitäisi sulat polymeerivirrat, jotka voivat olla yksittäisiä kestopolymeerejä, kestopolymeerien seoksia tai kestopolymeerejä, joissa on värjäysaineita, lisäaineita tai muita muunnosaineita, vetää hyvin nopeasti kaasuvirtojen avulla erilleen suulakeaukoista.

Jos suulakenokan 15 kärjessä (E) on "kuollut tila", kerääntyy sulanut polymeeri kärjelle (E). Lopulta kerääntyy sulanut polymeeri "kuolleeseen tilaan", kunnes sitä on suhteellisen paljon, 6 57621 jolloin se irtoaa suulakenokasta, ei kuituna, vaan "rakeena". Tämän vuoksi ei kärjessä saa olla "kuollutta tilaa", jotta vältyttäisiin tältä epämieluisalta "rakeelta".

Tämän kokemuksen tarkoittamassa mielessä on "kuollut tila" kohta suulakkeen reunassa, johon polymeeri voi "piiloutua". Tämä tarkoittaa sitä, että polymeeri "piiloutuu", kun ilmavirta ei kykene puhaltamaan sitä irti.

Tämän keksinnön merkittävyys perustuu ilmiön "kuollut tila" havaitsemiseen ja suulakenokan rakenteen muuttamiseen "kuolleen tilan" välttämiseksi.

Viitaten vielä kuvioon 2, on todettu, että suulakenokan 18 pituus, joka näkyy mittana (A), voi vaihdella tietyissä rajoissa ilman, että sillä on olennaisesti mitään vaikutusta suulakkeen (K) toiminnalle.

Pituuden (A) vähimmäisarvo määräytyy etupäässä siitä, miten paljon on käytettävissä metallia sulaa polymeeriä ympäröiviksi seiniksi sen jälkeen, kun ilmavirran yleiskulmat on valittu. Mitan (A) enimmäisarvoa rajoittaa se paine, joka tarvitaan polymeerin puristamiseksi suulakkeen läpi. Välillä 2,37-50 mm vaihtelevien (A) arvojen on todettu olevan sopivia.

Aukon 18 halkaisija ilmoitetaan tavallisesti hydraulisena keskihalkaisijana. Hydraulinen keskihalkaisija on yhtäkuin neljä kertaa aukon poikkipinta jaettuna aukon kehän pituudella. (Perryn kemiallisen tekniikan käsikirja, neljäs painos McGraw Hill, 1963, ss.

5-16). Tyypillisinä esimerkkeinä mainittakoon, että ympyrän hydraulinen keskihalkaisija on yhtäkuin sen halkaisija ja neliön hydraulinen keskihalkaisija on yhtäkuin sen sivu.

Suulakkeen 18 halkaisija (B) on mieluimmin välillä 0,20-0,56 mm. Tällä alueella olevien halkaisijoiden on todettu olevan tyydyttäviä. Halkaisijoita (B), jotka ovat 0,76 mm ja yli, ei voitaisi käyttää ilman, että ei-kudottuun mattoon muodostuisi liiaksi rakeita. Pienempiä halkaisijoita (B) voidaan käyttää. Pieniläpimittaisten reikien valmistuskustannukset nousevat kuitenkin jyrkästi.

Suulakkeen aukon muoto (C) voi olla mikä tahansa, koska se ei ole ratkaiseva sulapuhallusmenetelmälle. Suorakaiteen, kolmion ja ympyrän muotoisia poikkipintoja on käytetty ilman näennäisiä vaikeuksia. Kunkin erillisen suulakkeen poikkipinnat ovat tavallisesti samanlaisia, johtuen valmistuksen helppoudesta; on kuitenkin mahdollista käyttää suulakeaukkoja 18, joiden poikkipinnat eroavat toisistaan. Sulapuhallusmenetelmän taloudellisuuden ja syntyneen ei-kudo- 7 57621 tun maton tasaisuuden kannalta on suulakkeen reikien 18 välinen etäisyys (D) merkittävä. Hyvällä menestyksellä on käytetty jakoa, jossa suulakeaukkoja 18 on 8-13 senttimetriä kohti. Itse asiassa on havaittu, että jos suulakenokka on terävä, ei reikien välisellä etäisyydellä ole merkittävää vaikutusta.

On todettu, ja tämä toteamus muodostaa yhden tämän keksinnön luonteenomaisen piirteen, että on parempi, jos reikiä on mahdollisimman paljon pituusyksikköä kohti, jotta valmistettu ei-kudottu matto olisi mahdollisimman tasaista ja puhalluskaasun käyttö mahdollisimman edullista.

Tässä suoritusmuodossa on reiät jaettu tasaisesti kautta koko suulakkeen pituuden, vaikka suulake olisi pituudeltaan 1000 mm ja ylikin. Tämä on toisin kuin LTL:n työssä, jossa aukot oli muodostettu ryhmiin ja aukkoryhmien välissä oli suhteellisen suuri tila.

Tämän keksinnön suositussa suoritusmuodossa on suulake (K) kiinteä ja yhtenäinen rakenne ja sen vuoksi aukot on porattu siihen. Tämä voidaan suorittaa monella tavalla, kuten tavanomaisella parannu smenet e lmällä, sähköpurkaustyöstöllä (EDM), lasersäteillä jne. Suulakkeet, joissa on keskeytymätön reikärivi 1000 mm:n pituuteen saakka, voidaan valmistaa sähköpurkaustyöstöllä tai poraamalla.

Yhtenäiset poratut suulakkeet ovat toiminnallisesti selvästi parempia kuin halkaistut suulakkeet. Halkaistun suulakkeen, jonka kärkikulma on sama, terävän reunan paksuus on puolta pienempi, ja se muuttaa helposti muotoaan. Tämä johtaa siihen,että polymeeriä vuotaa hiukan reikien välistä ulosvirtausreunoissa. Tästä aiheutuva polymeerin vuoto muodostaa joko erittäin ohuita kuituja tai rakeita, joiden tuloksena on vähemmän tasainen tai epämieluinen tuote.

Paljon vähäisempi tekijä on suulakkeen aukkojen 18 suuntaus. Johtuen siitä, että on vaikeata saada aukkoja 18 samalle suoralle, ei kaikkien aukkojen 18 keskipiste ole samalla suoralla tai suulakkeen (K) kärjen (E) kohdalla. Aukon 18 keskipisteen poikkeamat (P) kärjestä (E) voidaan tämän keksinnön mukaan sallia määrään 0,050 mm saakka.

Suulake, jossa 2 prosenttia aukoista poikkeaa enemmän kuin 0,075 mm, mutta vähemmän kuin 0,100 mm, voidaan tämän keksinnön mukaan hyväksyä, koska sellaista suulaketta voidaan käyttää kaikissa toimintaolosuhteissa. Suulake, jonka aukoista 5 prosenttia tai yli poikkeaa enemmän kuin 0,100 mm, on epätyydyttävä, jos toimitaan suurta ilmamäärää käyttäen. Suulakkeen aukko, joka on enemmän kuin 0,075 mm sivussa suulakenokan kärjestä, voidaan helposti havaita paljaalla silmällä.

8 57621

Ilmaraon säätömekanismi (Z) näkyy suhteessa suulakkeen (K) suulakenokkaan 15 kuviossa 2. Ilmarakojen 11 ja 12 avulla saadaan puhalletuksi tasainen ilmavirta suurella nopeudella aukoista l8 tuleviin polymeerisäikeisiin.

Ilmaraon syvyys (G) ja jättämä (H), säätömekanismin (Z) ilmaraon ulokereunojen 19 ja 20 sekä reunan (E) välillä, määräävät myös sulapuhalletun tuotteen laadun. Ilmaraon säätömekanismin (Z) vastapinnan pituuden (J) merkitys on määritelty vähäiseksi.

Ilmaraon leveys (G) on säädetty pieneksi, jotta ilmankulu-tus sulapuhalluksessa olisi pieni, mutta kuitenkin riittävän suuri ohentamaan sulatettua polymeeriä. Sopivat (G):n leveydet vaihtele-vat välillä 0,150-0,750 mm ja mieluummin välillä 0,200-0,375 mm.

Jättämä (H) ilmaraon ulokereunojen 19 ja 20 sekä suulakeno-kan kärkipisteen välillä on kriittinen suurta ilmamäärää käytettäessä. Koska kuitu katkeaa ja alkaa uudelleen jatkuvasti, ei ilmareunojen pitäisi olla niin lähellä polymeerivirtaa, että polymeeriä roiskuisi niihin. Jos näin käy, muuttuu ilmavirran muoto, kuidun katkeaminen ja polymeerin kasaantuminen reunalle lisääntyvät ja tuloksena syntyy huonoa, rakeista kudosta.

Jos jättämä on vähemmän kuin 0,125 mm suulakkeen kärjen ollessa terävä, syntyy ylläkuvantunlainen häiriö. Jos jättämä on 0,375 mm tai suurempi, voi ilma ilmeisesti laajeta ja se tulee pyör-teiseksi lähellä kärkeä ja seurauksena on lisääntynyt kuitujen katkeileminen ja rakeiden syntyminen vaikkakaan ilmareunoihin ei ole tarttunut polymeeriä.

Jos ilmamäärä on alhainen ja suulakkeen kärki terävä, pätevät samat rajoitukset mittojen suhteen. Jos kuitenkin suulakenokan kärki on tasainen, voidaan käyttää jättämää, joka on pienempi tai negatiivinen.

Jättämän (H) on todettu olevan parhaimmillaan, kun se on välillä 0,125-0,250, mieluummin 0,150-0,225 mm. Yleensä on ilma-raon pituus (J) merkityksetön ja se valitaan kuten parhaiten sopii.

Kuviossa 4 näkyy suoraan edestä keksinnön tyypillinen suulakenokan suosittu suulakereuna. Suulakkeen reiät ovat olennaisesti pyöreät, samanmuotoiset ja ilman olennaista poikkeamaa keskiviivasta. Suulakkeen reuna on vaakasuora linja, jolla suulakkeen reikien keskipisteet suunnilleen sijaitsevat.

Huomataan, että suulakkeen reikien halkaisija on suurempi kuin suulakkeen reunan leveys. Tämä näkyy selvemmin kuviossa 3, joka on yläkuva kuvion M otsaleikkauksesta. Ympyränmuotoiset reiät 9 57621 suulakkeessa muodostavat puoliympyränmuotoiset lovet suulakereunojen ylempiin osiin. Tasaisen pinnan leveyden ei tulisi ylittää arvoa OjOlO mm.

Kuvioissa 6 ja 7 näkyy miten erilainen suulakkeen reuna (E) voi olla ja silti noudattaa keksinnön periaatteita. Pilkkuviiva edustaa kärjen verhokäyrää. Itse kärki voi olla minkä muotoinen tahansa tämän käyrän sisäpuolella kunhan se noudattaa 0,050 millimetrin sääntöä. Reunan suosittu muoto on suhteellisen tasainen.

Viitaten nyt kuvion 8 suoritusmuotoon, on suulakkeen ylempi ja alempi lohko 25 ja 26 jyrsitty kammiosta 28 eteenpäin syvennyksiin 29 ja 30, jotka muodostavat istukkaonkalon kapillaariputkille 31. Kapillaariputket on sijoitettu jäykästi syvennyksiin 29 ja 30 suulakelohkojen 25 ja 26 väliin kovajuotoksen 32 avulla.

Tässä suoritusmuodossa päättyvät putket 31 kammiosta 28 ulospäin teräväkulmaiseen kärkeen, jota merkitään kirjaimella A.

Kärki 33 on poikkileikkaukseltaan yleensä kolmion muotoinen ja se voidaan muodostaa työstämällä suulakelohkojen 25 ja 26 ulkopintoja, kuten tuonnempana yksityiskohtaisesti selostetaan. Putkien 31 kärjet muotoutuvat työstövaiheessa. Kärjen kulma on alueella 30-90 astetta, mieluummin 55-65 astetta ja kaikkein mieluiten 60 astetta (katso kuvio 8).

Kuviossa 9 nähdään putkien 31 asema toisiinsa nähden sen jälkeen kun ne on oikaistu ja juotettu haluttuun muodostelmaan.

Eräässä suoritusmuodossa on lohkot 25 ja 26 sekä putket 31 työstetty niin, että putkien 31 ulkopäiden pinta sopii yhteen ylemmän suulakelohkon 25 pinnan 38 kanssa ja alemman suulakelohkon 26 pinnan 29 kanssa niin, että ne muodostavat yhdessä kulman a.

Kapillaariputken 31 sisämitta voi olla noin 0,25-0,65 mm ja ulkomitta 0,65-1,3, mieluummin 0,8-1,0 mm.

Kapillaariputket 31> joita todellisuudessa käytettiin tehtäessä erästä keteinnön suoritusmuotoa, olivat saumattomia, ruostumattomasta teräksestä 316 valmistettuja putkia. Tämä terästyyppi kestää hyvin juotoksen aikana esiintyvät lämpötilat. Putkien sisämitta oli 0,381 +_ 0,013 mm, ulkomitta 0,787 mm, pituuden ollessa 25,4 mm.

Vaikka esitetyt kapillaariputket ovat poikkileikkaukseltaan ympyränmuotoisia, voi niiden poikkileikkaus olla neliön, suorakaiteen- tai minkä tahansa muotoinen.

On selvää, että kapillaariputkien ulkohalkaisija (O.D.) määrää suulakkeen aukkojen välisen etäisyyden. Etäisyys on mieluummin 0,762-1,016 mm keskipisteestä toiseen.

10 57621

Kun käytetään ruostumattomasta teräksestä 316 valmistettuja kapillaariputkia, on sopiva kovajuotosaine Eutectic l801 hopeakova-juote, jonka koostumus on 51 % hopeaa, 22 % kuparia, 19 % sinkkiä, 7 % kadmiumia ja 1 % tinaa. Sellaisen juotosaineen kanssa käytetään juoksutetta Eutetic 18OI-B. Tämä nimenomainen juotosaine sulaa, valmistajan ilmoituksen mukaan, lämpötilassa 593°C ja liitoslämpötila on 6l2°C. Muitakin juotosaineita ja juoksutteita voidaan käyttää ja jos niin tehdään, on yhteenliitetyt ylempi lohko 25 ja alempi lohko 26 asetettava uuniin tai muuten sopivalla tavalla lämmitettävä lämpötilaan, joka ylittää käytetyn juotosaineen liitoslämpötilan.

Siten on käytettävä lämpötilaa, joka on vähintään 6l2°C, jos juotos tapahtuu juotteella Eutetic 1801.

Kuviossa 10 näkyy suulakepään suoritusmuoto, jossa ei ole tarpeen työstää suulakelohkoa tai kapillaariputkia, kun halutaan tietty poikkileikkauskulma kuhunkin kapillaariputkeen. Siinä käytetään sen sijaan kapillaariputkia, joiden kärki on kartiomainen.

Täten on suulakepää 40 tehty ylemmästä suulakelohkosta 42 ja alemmasta suulakelohkosta 43. Ylemmässä suulakelohkossa 42 on ura tai syvennys 44 ja suulakelohkossa 43 on myös ura tai syvennys 45, jotka on työstetty lohkoihin kapillaariputkien 41 sijoittamista varten. Syvennykset 44 ja 45 päättyvät reunuksiin 46 ja 47. Kapillaa-riputket 4l tukeutuvat päittäin näihin reunuksiin. Tässä suoritusmuodossa voivat kapillaariputket 4l ulottua suulakelohkojen 42 ja 43 ulkopuolelle puolen putkenpituuden verran, ilman että ne tarvitsisivat mitään ulkopuolista tukea mainittujen suulakelohkojen lisäksi. Ylempi kaasunohjauslevy 50 ja alempi kaasunohjauslevy 51 muodostavat ylemmän ilma- tai kaasukammion 52 ja alemman kaasukammion 53.

Kapillaariputkissa 41 on kartionmuotoinen kärki A, jonka kulma vaihtelee välillä 30°-90°, mieluummin välillä 55°-65°·

Ylemmän ilmalevyn 50 ja alemman ilmalevyn 51 vastaavien kärkien 54 ja 55 kulma on sama kuin kulma kapillaariputken 4l kärjessä A. Lisäksi voidaan ilmalevyn kärjet 54 ja 55 sijoittaa niin, että ne ovat olennaisesti vastakkain kapillariputken 4l kartioon nähden etäisyydelle 0,025-0,127 mm.

Keksinnön mukainen suulakkeen reunaosa samoin kuin laite, joka käsittää suulakkeen ja ilmansäätöraot, on erikoisen hyödyllinen, kun käytetään suhteellisen voimakasta ilmanvirtausta, jota tässä kutsutaan "suureksi ilmamääräksi".

Suurta ilmamäärää sovellettaessa käytetään ilmaraossa äänen nopeutta. Tuote on tällöin läpikuultamaton pehmeä matto, jonka 11 57621 0,1270-0,0127 mm:n läpimittaiset kuidut ovat tasaisesti sijoittuneet. Tämä työvaihe voidaan parhaiten suorittaa käyttämällä suulakenokkaa ja ilmaraon säätöä, jotka noudattavat tässä kehitettyjä arvosteluperusteita. Tuotteita, joiden laatu on ollut tyydyttävä on valmistettu suulakenokalla, jonka kärjen leveys on ollut 0,050 mm tai vähemmän. Suulakenokalla, jonka tasaisen pinnan leveys oli 0,178 mm, ei saatu aikaan tyydyttävän ohutta kuituvalmistetta suurella ilmamäärällä.

Käytettäessä suurta ilmamäärää, katkeaa kuitu usein suulakkeen reiässä. Polymeeri virtaa jatkuvasti reiästä ja muodostaa kasautumaa, kunnes pisara on kyllin suuri ilmavirran irrottamaksi. Mitä leveämpi on suulakenokan reuna tai suulakenokan tasainen osa, sitä suurempi on polymeeripisara, joka voi muodostua ennen kuin ilmavirran voimakkuus riittää panemaan alulle uuden kuidun. Pisarat siirtyvät kudokseen rakeiden muodossa.

Jos reunan tai sen tasaisen osan leveys on 0,104 mm tai suurempi, saattaa polymeerikasautuma kasvaa ja levitä viereisiin reikiin katkaisten niistä tulevat kuidut ennen kuin ilma ne irrottaa. Tämä johtaa tavallisesti siihen, että suulakkeen reunasta 25 mm tai enemmän toimii karkean epäsäännöllisen kuidun ja suurten rakeiden yksittäisenä suurena aiheuttajana.

Claims (11)

12 57621

1. Suulakelaite kuitujen sulakehräämiseksi käsittäen pitkänomaisen, poikkileikkaukseltaan olennaisesti kolmionmuotoisen, onton suulakenokan (K), jossa on useita aukkoja (18), jotka johtavat suulakenokan ontelosta sen ulkopuolelle, suulakenokan kahden ulkopinnan yhtymäkohdassa, tunnettu siitä, että aukot (18) sisältävä suulakenokan (K) kahden ulkopinnan (16, 17) yhtymäkohta muodostaa kärkisärmän (E), joka on sellainen, että sen mikään piste ei ole etäämpänä kuin 0,05 mm kärkisärmän ja suulakenokan ulkopintojen välisistä leikkausviivoista (E', E"), sekä että laitteessa on kärkisärmän (E) molemmin puolin sinänsä tunnetut raot kuituja ohentavan kaasun syöttämiseksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että suulakenokka (K) on tehty yhtenä kappaleena.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu sii^ tä, että suulakenokan (K) aukot ovat erillisten putkien (31) muodostamat, joiden putkien ulkokärjet sopivat muotonsa puolesta suulakenokan (K) ulkopintoihin (16, 17).

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että putkien (31) ulkokärjet ovat poikkileikkaukseltaan kolmionmuotoiset .

5. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että putkien (31) ulkokärjet ovat kartiomaiset.

6. Patenttivaatimuksen 3, 4 tai 5 mukainen laite, tunnet-t u siitä, että putkien (31) akselit sijaitsevat olennaisesti samassa tasossa.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen laite, tunnet-t u siitä, että suulakenokan (K) kärkikulma on 30-90°, edullisesti 55-65°.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen laite, tunnet-t u siitä, että suulakenokan (K) aukkojen (18) olennaisesti pyöreiden tai suorakaiteen muotoisten poikkipintojen hydraulinen kes-kihalkaisija on alle 0,6 mm ja aukkojen keskipisteen poikkeama (F) suulakenokan keskitasosta on enintään 0,08 mm.

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen laite, tunnet-t u siitä, että suulakenokan (K) molemmin puolin on kaksi ilma-raonmuodostuselintä (Z), joissa on suulakenokan ulkopintojen (16, 17) kanssa olennaisesti yhdensuuntaiset pinnat, jotka päätyvät suulakenokan kärkisärmän suuntaisiin huulisärmiin (19, 20) ja jotka elimet (Z) ovat aseteltavissa suulakenokan suhteen huulisär- 13 57621 mien (19, 20) sijoittamiseksi 0,12-0,25 mm (H) taaksepäin suula-kenokan kärkisärmästä (E) ja 0,2-0,8 mm leveiden ilmarakojen (11, 12. muodostamiseksi elinten (Z) ja suulakenokan ulkopintojen (16, 17) väliin.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen laite, tunnettu siitä, että ilmarakojen (11, 12) leveys (G) on 0,2-0,4 mm.

11. Jonkin patenttivaatimuksen 1-10 mukainen laite, tunnet-t u siitä, että suulakenokan (K) kärkisärmä (E) on tasopinta, jonka leveys on enintään 0,1 mm.